基于難處理金礦與含鉛廢渣原料還原固硫熔池熔煉回收鉛和金的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于難處理金礦與含鉛廢渣原料還原固硫熔池熔煉回收鉛和金的方法，該方法是將難處理金礦、含鉛物料、含鐵固硫劑和熔劑粉末混合后，造粒、干燥，得到粒料；所得粒料與炭還原劑混合后，加入到氧氣底吹爐中，通入富氧空氣進(jìn)行熔煉，得到熔煉渣、粗鉛、鐵锍和煙氣；金和鉛主要從粗鉛中回收，金回收率大于99％，鉛回收率大于95％；熔煉渣作為水泥或建工的高硅配料；煙氣回收有價(jià)金屬后排空；鐵锍經(jīng)沸騰焙燒后，回收鐵渣，二氧化硫尾氣用于制酸，實(shí)現(xiàn)了資源的綜合回收利用；該方法操作簡單、成本低，滿足工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】基于難處理金礦與含鉛廢渣原料還原固硫熔池熔煉回收鉛和金的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于難處理金礦與含鉛廢渣原料還原固硫熔池熔煉回收鉛和金的方法，屬于金礦冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在針對含砷、含碳、含銅、微細(xì)粒包裹等復(fù)雜難處理的金精礦提煉時(shí)，國內(nèi)外所采用的提煉方法主要有:沸騰氧化焙燒法、加壓浸出預(yù)氧化、細(xì)菌預(yù)氧化氰化提金法等。但以上幾種方法卻存在污染大、成本要求高、處理周期長和對原礦適應(yīng)性低等問題，并且僅著眼于金的回收，而對金礦中普遍存在的其他有價(jià)金屬則很少顧及。因此，開發(fā)一種能高效、清潔工藝回收難處理金礦中金及綜合回收其中有價(jià)金屬，這成為必然趨勢。
[0003]我國是世界最大的鉛生產(chǎn)國，同時(shí)也是世界最大的鉛酸蓄電池生產(chǎn)國，每年產(chǎn)生200萬噸以上的廢鉛酸蓄電池膠泥，是低硫含鉛二次物料原料的最主要來源，這些膠泥除少部分和硫化鉛精礦搭配進(jìn)入鉛冶煉系統(tǒng)外，大部分采用濕法脫硫轉(zhuǎn)化一還原熔煉工藝，該工藝存在濕法脫硫消耗大量試劑并產(chǎn)生大量廢水、還原熔煉為間斷作業(yè)，能耗高、成本高等嚴(yán)重問題。其他鉛二次物料如在有色金屬及鐵錳冶金過程中產(chǎn)生的多種難處理鉛二次物料，如鉛煙灰、鉛泥、硫酸鉛渣、廢電瓶熔煉渣等。鉛煙灰包括再生鉛冶煉煙塵、鼓風(fēng)爐煉鉛煙塵、銅轉(zhuǎn)爐煙塵、鉛冰銅處理煙塵、錳廠回收的含鉛煙塵、鋼廠回收的含鉛煙塵；鉛泥包括含鉛廢水處理產(chǎn)生的污泥、制酸尾氣噴淋捕集的酸泥、鉛廠雨水和循環(huán)水收集的污泥；硫酸鉛渣系濕法冶金廢渣，包括次氧化鋅的硫酸浸出渣、濕法煉鋅廠的高酸浸出渣、煉鋅廠高壓氧浸渣的選硫尾礦。這些鉛二次物料大多采用反射爐或燒結(jié)一鼓風(fēng)爐土法冶煉，同樣存在污染重，能耗大等嚴(yán)重問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中對難處理金礦和低硫含鉛二次物料的處理方法存在的不足，本發(fā)明的目的是在于提供一種基于難處理金礦與含鉛廢渣原料通過簡單熔煉技術(shù)有效回收金和鉛的方法，該方法操作簡單、成本低，實(shí)現(xiàn)了有價(jià)資源的綜合回收利用，滿足工業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]本發(fā)明提供了一種基于難處理金礦與含鉛廢渣原料還原固硫熔池熔煉回收鉛和金的方法，該方法包括以下步驟:
[0006]步驟一:造粒
[0007]將難處理金礦、含鉛物料、含鐵固硫劑和熔劑粉末混合后，造粒、干燥，得到粒料；其中，含鉛物料的質(zhì)量為難處理金礦質(zhì)量的30?60%，含鐵固硫劑的加入量為鐵固硫劑中鐵全部轉(zhuǎn)化成硫化鐵所需理論摩爾量的1.0?2.0倍，熔劑的加入量使粒料成分滿足S12與FeO的摩爾比為0.8?1.2:1，S12與CaO的摩爾比為I?2:1 ;所述的含鉛物料為硫化鉛精礦、濕法煉鋅渣、含鉛濕法煉銅渣、鉛酸蓄電池泥中的一種或幾種；所述的含鐵固硫劑為氧化鐵礦和/或黃鐵礦燒渣；所述的熔劑為河砂和/或石灰石；
[0008]步驟二:熔煉
[0009]步驟一所得粒料與炭還原劑混合后，加入到氧氣底吹爐中，通入富氧空氣，在900?1300°C高溫下熔煉，得到熔煉渣、粗鉛、鐵锍和煙氣；其中，富氧空氣的通入量為100?200Nm3每噸粒料；所述的富氧空氣中氧氣體積含量為30?95%;所述的炭還原劑質(zhì)量為粒料質(zhì)量的8?15% ；
[0010]步驟三:電解
[0011]步驟二所得粗鉛通過電解精煉，得到精鉛和含金的陽極泥。
[0012]本發(fā)明基于難處理金礦與含鉛廢渣原料還原固硫熔池熔煉回收鉛和金的方法還包括以下優(yōu)選方案:
[0013]優(yōu)選的方案中難處理金礦粒度為0.02?1mm。
[0014]優(yōu)選的方案中含鉛物料粒度為0.02?10mm。
[0015]優(yōu)選的方案中熔劑粒度為I?20mm。
[0016]優(yōu)選的方案中炭還原劑粒度為5?25mm。
[0017]優(yōu)選的方案中炭還原劑為粉煤和/或焦煤。
[0018]優(yōu)選的方案中粒料中水分質(zhì)量百分含量為2?10%，粒料粒徑為6?30mm。
[0019]優(yōu)選的方案中熔煉溫度為1100?1300°C。
[0020]優(yōu)選的方案中熔煉時(shí)間為30?120分鐘。
[0021]優(yōu)選的方案中步驟二所得鐵锍經(jīng)沸騰焙燒后得到鐵渣和二氧化硫煙氣，鐵渣作為含鐵固硫劑返回步驟一過程，二氧化硫尾氣體進(jìn)入制酸系統(tǒng)制備硫酸。
[0022]優(yōu)選的方案中步驟二所得煙氣經(jīng)除塵回收有價(jià)金屬后排空。
[0023]優(yōu)選的方案中步驟二所得熔煉渣作為水泥或建工的高硅配料使用。
[0024]本發(fā)明的創(chuàng)造性要點(diǎn):經(jīng)過發(fā)明人的大量研究發(fā)現(xiàn)，將含砷、含碳、含銅、微細(xì)粒包裹等復(fù)雜難處理金礦與含鉛廢渣原料在含鐵固硫劑作用下，經(jīng)過適當(dāng)溫度下的還原熔煉，能有效地將鉛和金與其它金屬等雜質(zhì)進(jìn)行離解，最終得到鉛金合金。大量研究表明:難處理金礦、含鉛物料和含鐵固硫劑等，在本發(fā)明的反應(yīng)條件下，進(jìn)行以下一系列反應(yīng):
(I)氧化鐵被還原成氧化亞鐵或金屬鐵:Fe203+C0 = 2Fe0+C02, Fe203+3C0 = 2Fe+C02, (2)鉛廢渣中的硫酸鉛還原分解:PbS04+4⑶=PbS+4C02, (3)固硫反應(yīng)產(chǎn)生的FeS形成鐵鐵锍:FeS2+Fe0+C0 = 2FeS+C02, 2FeS2 = 2FeS+S2, Fe0+0.5S2+C0 = FeS+C02,4FeAsS+302 =4FeS+2As203,PbS04+Fe0+C0 = Pb+FeS+C02,PbS+FeO+CO = Pb+FeS+C02, (4)氧化鉛發(fā)生還原反應(yīng):Pb0+C0 = Pb+C02, Pb02+2C0 = Pb+2C02。通過本發(fā)明的熔煉過程，金絕大部分進(jìn)入粗鉛中，粗鉛電解精煉后得到精鉛和富含金的陽極泥，從陽極泥中回收金等有價(jià)元素；鐵和硫形成鐵锍，小部分金等金屬進(jìn)入鐵锍，鐵锍經(jīng)沸騰焙燒后，鐵渣返回熔煉過程，循環(huán)使用鐵和回收金，而尾氣為高二氧化硫氣體，經(jīng)過余熱鍋爐回收熱能后，通過制酸系統(tǒng)制酸；熔煉渣作為水泥或建工的高硅配料使用。本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)了難處理金礦和鉛廢渣中的有價(jià)金屬的共回收，使資源得到充分利用。
[0025]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的的有益效果在于:1、工藝過程簡單、成本低，可以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。2、金回收率大于99%，鉛回收率大于95% ;熔煉渣作為水泥或建工的高硅配料；煙氣回收有價(jià)金屬后排空；鐵锍煅燒后，回收鐵渣，尾氣富含二氧化硫用于制酸，實(shí)現(xiàn)了資源的綜合回收利用，環(huán)保經(jīng)濟(jì)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]【圖1】為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]以下實(shí)施例旨在進(jìn)一步說明本
【發(fā)明內(nèi)容】
，而不是限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0028]實(shí)施例1
[0029]將高硫含量金礦(粒徑范圍為0.08?0.5mm)、硫化鉛精礦(粒徑范圍為0.05?5mm)、氧化鐵礦(粒徑范圍為0.08?5_)和石灰石(粒徑范圍為2?15_)粉末混合后，造粒、干燥至水分含量為8%左右，得到粒徑大小約為20mm左右的粒料；制得的粒料主要成分 Pb21.01%, S12Il.86%, FeOll.67%, Ca05.27%, S10.63%、AulOg/t。所得粒料與焦煤(質(zhì)量為粒料質(zhì)量的14%，粒徑為10?20mm)混合后，加入到氧氣底吹爐中，以180Nm3每噸粒料的速率通入氧體積百分含量為35%的富氧空氣，在1200?1300°C高溫下熔煉50min，得到熔煉渣、粗鉛、鐵锍和煙氣；粗鉛合金中含金135g/t，金入合金率99.2%，通過電解精煉得到鉛和含金的陽極泥，金綜合回收率99.8%，鉛直收率達(dá)到84.75%，回收率為98.64%。煙氣產(chǎn)物經(jīng)過除塵收集含鋅等金屬氧化物煙塵，含SO2濃度小于400ppm，達(dá)到直接排空的要求，達(dá)到固硫效果。鐵锍經(jīng)高溫沸騰焙燒后，所得二氧化硫尾氣SO2質(zhì)量百分比濃度大于18%，直接采用制酸工藝制酸。熔煉渣為高硅產(chǎn)品，作為建工原料。
[0030]實(shí)施例2
[0031]將高炭含量的金礦(粒徑范圍為0.1?Imm)、濕法煉鋅渣(粒徑范圍為0.1?1mm)、氧化鐵礦(粒徑范圍為I?1mm)和石灰石(粒徑范圍為2?15mm)粉末混合后,造粒、干燥至水分含量為10%左右，得到粒徑大小約為15mm左右的粒料；制得的粒料主要成分 Pbl5.8%, Si0220.96%,Fe020.09%,Ca010.44%, S20.3%、Aul4g/t。所得粒料與焦煤(質(zhì)量為粒料質(zhì)量的12%，粒徑為15?25_)混合后，加入到氧氣底吹爐中，以150Nm3每噸粒料的速率通入氧體積百分含量為60%的富氧空氣，在1150?1250°C高溫下熔煉80min，得到熔煉渣、粗鉛、鐵锍和煙氣；粗鉛合金中含金157g/t，金入合金率99%，通過電解精煉得到鉛和含金的陽極泥，金綜合回收率99.2%，鉛直收率達(dá)到80.62%，回收率為98.6%。煙氣產(chǎn)物經(jīng)過除塵收集含鋅等金屬氧化物煙塵，含SO2濃度小于400ppm，達(dá)到直接排空的要求，達(dá)到固硫效果。鐵锍經(jīng)高溫沸騰焙燒后，所得二氧化硫尾氣SO2質(zhì)量百分比濃度大于18%，直接采用制酸工藝制酸。熔煉渣為高硅產(chǎn)品，作為建工原料。
[0032]實(shí)施例3
[0033]將含砷的金礦(粒徑范圍為0.05?Imm)、鉛酸蓄電池泥(粒徑范圍為I?1mm)、黃鐵礦燒渣(粒徑范圍為I?1mm)和河砂(粒徑范圍為5?15mm)粉末混合后，造粒、干燥至水分含量為6%左右，得到粒徑大小約為15mm左右的粒料；制得的粒料主要成分 Pbl8.30%, Znl3%, Si0219.23%, Fe021.93%, CaOl0.83%, S20.12%, As2%, Aul5g/to所得粒料與焦煤(質(zhì)量為粒料質(zhì)量的10%,粒徑為10?25mm)混合后，加入到氧氣底吹爐中，以180Nm3每噸粒料的速率通入氧體積百分含量為80%的富氧空氣，在1100?1200°C高溫下熔煉50min，得到熔煉渣、粗鉛、鐵锍和煙氣；粗鉛合金中含金163g/t，金入合金率99.3 %，通過電解精煉得到鉛和含金的陽極泥，金綜合回收率99.5 %，鉛直收率達(dá)到79.98%，回收率為98.4%。煙氣產(chǎn)物經(jīng)過除塵收集含鋅等金屬氧化物煙塵，含SO2濃度小于400ppm，達(dá)到直接排空的要求，達(dá)到固硫效果。鐵锍經(jīng)高溫沸騰焙燒后，所得二氧化硫尾氣SO2質(zhì)量百分比濃度大于18%，直接采用制酸工藝制酸。熔煉渣為高硅產(chǎn)品，作為水泥原料。
【權(quán)利要求】
1.基于難處理金礦與含鉛廢渣原料還原固硫熔池熔煉回收鉛和金的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:造粒 將難處理金礦、含鉛物料、含鐵固硫劑和熔劑粉末混合后，造粒、干燥，得到粒料；其中，含鉛物料的質(zhì)量為難處理金礦質(zhì)量的30?60%，含鐵固硫劑的加入量為鐵固硫劑中鐵全部轉(zhuǎn)化成硫化鐵所需理論摩爾量的1.0?2.0倍，熔劑的加入量使粒料成分滿足Si02與FeO的摩爾比為0.8?1.2: l，Si02與CaO的摩爾比為1?2:1 ;所述的含鉛物料為硫化鉛精礦、濕法煉鋅渣、含鉛濕法煉銅渣、鉛酸蓄電池泥中的一種或幾種；所述的含鐵固硫劑為氧化鐵礦和/或黃鐵礦燒渣；所述的熔劑為河砂和/或石灰石； 步驟二:熔煉 步驟一所得粒料與炭還原劑混合后，加入到氧氣底吹爐中，通入富氧空氣，在900?1300°C高溫下熔煉，得到熔煉渣、粗鉛、鐵锍和煙氣；其中，富氧空氣的通入量為100?200Nm3每噸粒料；所述的富氧空氣中氧氣體積含量為30?95%;所述的炭還原劑質(zhì)量為粒料質(zhì)量的8?15% ； 步驟三:電解 步驟二所得粗鉛通過電解精煉，得到精鉛和含金的陽極泥。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的難處理金礦粒度為0.02?1mm ;所述的含鉛物料粒度為0.02?10mm ;所述的熔劑粒度為1?20mm。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的炭還原劑粒度為5?25mm。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述的炭還原劑為粉煤和/或焦煤。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的粒料中水分質(zhì)量百分含量為2?10%,粒料粒徑為6?30mm。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，熔煉溫度為1100?1300°C。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的熔煉時(shí)間為30?120分鐘。
8.如權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟二所得鐵锍經(jīng)沸騰焙燒后得到鐵渣和二氧化硫煙氣，鐵渣作為含鐵固硫劑返回步驟一過程，二氧化硫尾氣體進(jìn)入制酸系統(tǒng)制備硫fe。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟二所得煙氣經(jīng)除塵回收有價(jià)金屬后排空。
【文檔編號】C22B11/00GK104313328SQ201410532819
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月11日
【發(fā)明者】劉維, 覃文慶, 蔡練兵, 焦芬, 劉三軍, 羅虹霖 申請人:中南大學(xué)